Система локализованного контроля утечек горючего газа по первичным параметрам измерительных устройств

Система локализованного контроля утечек горючего газа по первичным параметрам измерительных устройств включает стационарные датчики-газоанализаторы горючих газов, систему автоматического управления, содержащую блок звуковой и световой сигнализаций, блок управления датчиками-газоанализаторами. В систему дополнительно введены блок автоматического переключения подачи газа из основной технологической линии в резервную и обратно, воздухопроводящие короба с общим завихрителем, в которые производится нагнетание воздуха с требуемыми параметрами от воздуходувной установки, позволяющие перемещать утечку газа в определенном направлении к последовательно расположенным датчикам-газоанализаторам, что позволит с достаточной степенью точности определить локальное расположение образовавшейся утечки в максимально короткое время с момента ее образования. Технический результат - повышение безопасности, своевременное, эффективное и оперативное обнаружение локального места утечки, снижение риска образования концентрации газа в воздухе. 2 ил.

 

Изобретение относится к области газовой промышленности, а точнее к объектам, использующим дожимные компрессорные станции, установки подготовки топливного и пускового газа, газораспределительные устройства и др. объекты, содержащие газовое оборудование, и предназначено для повышения эффективности отслеживания утечек газа по первичным параметрам измерительных устройств контроля загазованности.

В соответствии с требованиями нормативно-технической документации по промышленной безопасности, помещения, содержащие газовое оборудование, следует оснащать средствами охраны и защиты [1].

Для контроля загазованности по предельно допустимой концентрации (ПДК) и нижнему концентрационному пределу распространения пламени в производственных помещениях предусматриваются средства автоматического газового анализа с сигнализацией предельно допустимых величин [2].

Согласно требованиям [3] датчики ПДК вредных веществ следует устанавливать в производственных помещениях, блочно-комплектных установках, где есть источники возможных утечек горючих газов. При этом правилами регламентируется установка датчиков на расстоянии не менее 1 м от возможных источников утечки вредных веществ и не менее 1 датчика на 200 м2 площади. Данные рекомендации не позволяют оперативно обнаружить и устранить место появления утечки вредного газа, особенно в местах трубопроводной обвязки, где содержится значительное количество фасонных деталей, кранов, регуляторов, измерительных приборов и т.д.

Известен способ и устройство контроля аварийной загазованности пространства, заключающийся в том, что производят контроль наличия взрывного газа путем установки стационарных приборов, фиксирующих недопустимую концентрацию газа по объему с фиксацией появления нижнего предела взрывчатой газовой смеси в нескольких точках контроля, для чего в каждой точке производят принудительное воспламенение атмосферы во взрывобезопасной камере сгорания [4, 5]. Данный способ не позволяет получить информацию о месторасположении образовавшейся утечки, а дает только общую информацию о наличии утечки и концентрации ее в конкретном замкнутом объеме.

Известен способ опережающего контроля аварийной загазованности пространства с регулировкой уставки [6]. Способ заключается в том, что наличие взрывного газа контролируется путем установки стационарных приборов, фиксирующих недопустимую концентрацию газа по объему. Фиксируют появление нижнего предела взрывчатости газовой смеси в нескольких точках контроля, для чего в каждой точке производят принудительное воспламенение атмосферы во взрывобезопасной камере сгорания. Создается разница температуры метановоздушной смеси во взрывобезопасной камере сгорания и в загазованном пространстве, где расположена камера, тем самым понижают уставку срабатывания опережающего контроля нижнего концентрационного предела взрывчатости в зависимости от температуры метановоздушной смеси в камере сгорания.

Наиболее близким техническим средством решения к заявляемому является система локализованного контроля загазованности в замкнутом помещении стационарными датчиками-газоанализаторами (ДГ), содержащая блок звуковой и световой сигнализаций, блок управления ДГ [7]. Недостатком этой системы является значительная инерционность фиксирования факта загазованности контролируемого пространства и невозможность определения точного места утечки газа. В связи с этим снижается эффективность работы данной системы и увеличивается время на обнаружение места появления утечки.

Цель изобретения - повышение безопасности эксплуатации стационарных компрессорных установок, газопроводов и др. газового оборудования на опасных производственных объектах, своевременное, эффективное и оперативное обнаружение локального места утечки и последующего ее устранения. В частности, снижается риск образования опасной концентрации газа в воздухе, обеспечивается промышленная безопасность, предупреждаются аварии, случаи производственного травматизма.

Поставленная цель достигается тем, что система локализованного контроля утечек горючего газа по первичным параметрам измерительных устройств, включающая стационарные датчики-газоанализаторы горючих газов, систему автоматического управления, содержащую блок звуковой и световой сигнализаций, блок управления датчиками-газоанализаторами, отличающаяся тем, что в систему дополнительно введены блок автоматического переключения подачи газа из основной технологической линии в резервную и обратно, воздухопроводящие короба с общим завихрителем, в которые производится нагнетание воздуха с требуемыми параметрами от воздуходувной установки, позволяющие перемещать утечку газа в определенном направлении к последовательно расположенным датчикам-газоанализаторам, что позволит с достаточной степенью точности определить локальное расположение образовавшейся утечки в максимально короткое время с момента ее образования.

Новым в системе локализованного контроля утечек горючего газа по первичным параметрам измерительных устройств является точное обнаружение места утечки через применение воздухопроводящих коробов и индивидуальных ДГ для каждого потенциального источника появления загазованности. Данный подход по выявлению месторасположения возникающей утечки газа до сих пор не применялся для оперативного определения места утечки и ее устранения.

Газовые объекты следует максимально автоматизировать в целях повышения их надежности и оснащать сигнализацией о нарушении технологического режима. Контроль утечек газа по первичным параметрам измерительных устройств позволит системе автоматического управления (САУ) своевременно обнаружить возникшую утечку, включить алгоритм, по которому она может быть устранена.

Существующие на газовых объектах системы контроля загазованности не обеспечивают своевременное обнаружение загазованности и точного определения места появления утечек газа из-за отсутствия контроля местообразования и возможности автоматического устранения данной утечки. Как следствие, на объектах, эксплуатирующих газовое оборудование, не обеспечивается необходимый уровень безопасности использования газа.

На фиг.1 представлен общий технологический вид системы локализованного контроля утечек газа по первичным параметрам измерительных устройств для определенного узла трубопроводной обвязки при течении газа по основной технологической линии (ТЛ) №1, а на фиг.2 - то же при течении газа по резервной ТЛ №2 после отработки данной системы контроля.

Исследуемый узел трубопроводной обвязки представлен трубопроводом входа газа 1, основной ТЛ №1, содержащей запорные краны 2, 3, контролируемые фланцевые соединения (ФС) 4, 5, фильтр 6; резервной ТЛ №2, содержащей запорные краны 7, 8, контролируемые ФС 9, 10, фильтр 11; запорные краны 12, 13, необходимые для переключения между основной и резервной ТЛ; трубопровод выхода газа 14.

Система локализованного контроля утечек газа (фиг.1) содержит короба подвода воздуха 15, 16 с завихрителем 17, по которым осуществляется подвод рабочего воздуха к воздухопроводам 18, 19, подводящим воздух к ФС 4, 9, и воздухопроводам 20, 21, подводящим воздух к ФС 5, 10, короб отвода воздуха 22, ДГ 23, 24, 25, 26. В ТЛ №1 воздух поступает к ФС 4 по воздухопроводу 18 и при появлении утечки на данном ФС смешивается с газовой утечкой, после чего газовоздушная смесь направляется к коробу отвода воздуха 22 через ДГ 23, фиксирующий концентрацию газа в газовоздушной смеси.

Работа системы локализованного контроля утечек горючего газа осуществляется следующим образом (фиг.1 и фиг.2). Для удобства и наглядности изложения принципа действия предлагаемой системы рассматривается простой случай, когда на одной ТЛ применяются два контролируемых ФС.

При вводе в эксплуатацию исследуемого узла трубопроводной обвязки работа системы локализованного контроля утечек начинает работать в автономном режиме. В штатном режиме в работе находится основная ТЛ №1 (краны 2, 3 открыты; 7, 8, 12, 13 закрыты). При отсутствии утечек в ТЛ №1 ДГ 23, 25 фиксируют прохождение по воздухопроводам 20, 18 чистого воздуха. При появлении утечки, например на ФС 4, ДГ 23 фиксирует наличие газа в воздухе и посылает информационный сигнал к блоку управления крановой обвязки рассматриваемого трубопроводного узла. При этом подается управляющий сигнал на закрытие кранов 2, 3 и открытие кранов 7, 8, 12, 13. Поток газа начинает проходить по резервной ТЛ №2 (фиг.2). Система САУ отображает на информационной панели повышенную концентрацию газа для ДГ 23, что позволяет оперативно устранить данную утечку на ФС 4 и восстановить работоспособность основной ТЛ №1. При появлении утечки в резервной ТЛ №2 алгоритм ее обнаружения будет аналогичным. Таким образом, при нарушении безопасной эксплуатации в связи с возникновением утечки газа обеспечивается оптимальная по времени организация работы по выводу данного оборудования в штатный режим.

Предлагаемая система локализованного контроля утечек позволяет оперативно и точно определять место возникновения утечки, осуществлять необходимые автоматизированные технологические операции по отключению разгерметизированного участка технологической линии, информировать обслуживающий персонал через САУ о наличии утечки путем подачи предупреждающего светового и звукового сигналов при ПДК газа в газовоздушной смеси, точном месте ее возникновения, что позволит эффективно организовать работы по восстановлению работоспособности оборудования.

В качестве ДГ необходимо использовать стационарные газоанализаторы (термохимические, термокондуктометрические, магнитные, оптические, оптико-акустические и др.) [7].

Данная система может эффективно применяться на любых объектах газовой промышленности, в том числе удаленных, организованных с применением безлюдных технологий.

ЛИТЕРАТУРА

1. Правила устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок, воздухопроводов и газопроводов. ПБ 03-581-03. - СПб.: Издательство ДЕАН, 2010. - 32 с.

2. Правила устройства и безопасной эксплуатации компрессорных установок с поршневыми компрессорами, работающих на взрывоопасных и вредных средах. ПБ 03-582-03. - СПб.: Издательство ДЕАН, 2004. - 32 с.

3. РД БТ 39-0147171-003-88. Требования к установке датчиков стационарных газосигнализаторов в производственных помещениях и на наружных площадках предприятий нефтяной и газовой промышленности.

4. Заявка на изобретение №2003103111/28.

5. Заявка на изобретение №96103462/28.

6. Заявка на изобретение №2006136929/28.

7. Преображенский, В.П. Теплотехнические измерения и приборы: Учебник для вузов по специальности «Автоматизация теплоэнергетических процессов». - 3-е изд., перераб. - М.: «Энергия». 1978. - 704 с., ил.

Система локализованного контроля утечек горючего газа по первичным параметрам измерительных устройств, включающая стационарные датчики-газоанализаторы горючих газов, систему автоматического управления, содержащую блок звуковой и световой сигнализаций, блок управления датчиками-газоанализаторами, отличающаяся тем, что в систему дополнительно введены блок автоматического переключения подачи газа из основной технологической линии в резервную и обратно, воздухопроводящие короба с общим завихрителем, в которые производится нагнетание воздуха с требуемыми параметрами от воздуходувной установки, позволяющие перемещать утечку газа в определенном направлении к последовательно расположенным датчикам-газоанализаторам, что позволит с достаточной степенью точности определить локальное расположение образовавшейся утечки в максимально короткое время с момента ее образования.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области физики атмосферы и может быть использовано в метеорологических целях. Сущность: по данным о координатах точки оценки, дате и времени оценки вычисляют внеатмосферные спектральные потоки солнечной радиации, сечения поглощения озона, коэффициенты ослабления солнечной радиации в результате рассеяния газами, оптическую массу атмосферы.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано для получения изображений земной поверхности через турбулентную атмосферу.

Изобретение относится к области морской гидрологии и может быть использовано для определения приливных колебаний уровня моря. Сущность: измеряют высоту поверхности уровня моря посредством регистрирующих устройств.

Изобретение относится к области экологического мониторинга и может быть использовано для мониторинга химически опасных объектов. Сущность: определяют концентрации опасных выбросов в районе свалки.

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для оценки экологического состояния атмосферы территории. Сущность: на контролируемой территории отбирают пробы атмосферных осадков.
Изобретение относится к области гидрометеорологии и может быть использовано для прогнозирования наводнений или штормовых подъемов уровней воды для морских устьевых участков рек.

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для определения вертикального профиля концентрации различных газов в атмосфере. Сущность: излучают набор электромагнитных волн различной частоты в окрестности линии поглощения измеряемого газа.

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для контроля чистоты воздуха населенных мест. Сущность: проводят выбор территории, которую необходимо исследовать на предмет состояния уровня загрязнения атмосферного воздуха.
Изобретение относится к области экологического мониторинга и может быть использовано для контроля атмосферного воздуха. Сущность: проводят сбор, анализ и ведение базы данных выбросов предприятий.

Изобретение относится к метеорологии, навигации и позволяет аппаратурно, в реальном масштабе времени определять высоту нижней границы облачности. Сущность изобретения: при помощи широкопанорамной автоматизированной сканирующей системы автоматически определяются наиболее контрастные участки, по которым определяется высота нижней границы облачности.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и веществ, измерения статистических характеристик случайных процессов. Устройство контроля материалов и веществ содержит последовательно включенные источник физического поля, элемент с объектом контроля, преобразователь физического поля, а также первую и второю цепь преобразования, каждая из которых содержит последовательно соединенные накапливающий усредняющий сумматор и отсчетный блок, при этом выход первой цепи подключен к первому входу вычислительного устройства, а выход второй цепи присоединен к второму входу вычислительного устройства, первый выход которого соединен с входами стробирования накапливающих усредняющих сумматоров, объединенных в шину «Время измерения», перемножитель первый, аналого-цифровой преобразователь первый и, кроме того, аналого-цифровой преобразователь второй, второй перемножитель, первый управляемый умножитель частоты, последовательно соединенные второй управляемый умножитель частоты и управляемый фазовращатель, выход которого присоединен к второму входу второго перемножителя, выход которого подключен к входу второго аналого-цифрового преобразователя, а первый вход перемножителя объединен с первым входом первого перемножителя и подключен к выходу первого управляемого умножителя частоты, вход которого присоединен к выходу преобразователя физического поля, а выход источника физического поля присоединен к входу второго управляемого умножителя частоты, выход которого подключен к второму входу первого перемножителя, выход которого присоединен к входу первого аналого-цифрового преобразователя, у которого выход присоединен к входу первой цепи преобразования, а вход второй цепи преобразования соединен с выходом второго аналого-цифрового преобразователя, причем управляющие входы первого и второго управляемого умножителя частоты и управляемого фазовращателя объединены в шину «Установка Vm» и подключены к второму выходу вычислительного устройства.

Изобретение относится к средствам для контроля над процессом лечения повреждения. Устройство контроля содержит блок мониторинга уровня оксида азота повреждения, блок генерации контролирующего сигнала посредством сравнения уровня оксида азота с предварительно определенным порогом и блок корректировки дозировки света для лечения повреждения, при этом блок мониторинга предназначен для определения магнитного поля, образуемого вследствие перехода из Fe2+ в Fe3+, получения уровня Fe3+ в соответствии с магнитным полем, вычисления уровня метгемоглобина в соответствии с уровнем Fe3+ и вычисления уровня оксида азота в соответствии с пропорциональным отношением между уровнем метгемоглобина и уровнем оксида азота.

Изобретение относится к средствам оперативного обнаружения отравляющих веществ и токсинов и моментальной их нейтрализации. Устройство содержит микропроцессорные комплекты первого 16 и второго 22 порядка, блок памяти эталонов 17, блоки для обнаружения отравляющих веществ и токсинов, аудио-видео-систему, при этом блоки обнаружения отравляющих веществ и токсинов выполнены в виде всасывающих устройств 3-7, имеющих на выходе датчики, определяющие уровень заражения воздушной среды, выходы которых подключены к усилителям-преобразователям 11-15, выходами-входами соединенными с микропроцессорным комплектом первого порядка 16, который выходами-входами подсоединен к блоку памяти эталонов 17, блоку ввода вопросов 18 и микропроцессорному комплекту второго порядка 22, блок памяти эталонов 17 входами-выходами подключен к матричному полю 21 в виде диодной кристаллической решетки на базе жидких кристаллов, блок ввода вопросов 18 соединен входами-выходами с блоком анализа ответов 19 и блоком анализа неизвестных химических соединений и комбинаций отравляющих веществ 20, который входами-выходами подключен к блоку анализа ответов и к матричному полю 21, соединенному с входами-выходами блока ввода вопросов 18 и к микропроцессорному комплекту второго порядка 22, соединенному входами-выходами с блоком предупреждения об опасности 23, блоком анализа неизвестных химических соединений и комбинаций отравляющих веществ 20, матричным полем 21 и блоком исполнительного устройства 24 по нейтрализации отравляющих веществ и токсинов, соединенным выходами с исполнительными механизмами 25-27.

Изобретение относится к области анализа технического состояния трубопроводов, используемых в нефте- и газопроводах, по результатам коррозионных обследований всей протяженности трассы.

Использование: для определения кристаллической фазы в аморфных пленках наноразмерной толщины. Сущность заключается в том, что выполняют бомбардировку поверхности пучком ионов и регистрацию интенсивности отраженных ионов, при этом анализируемую поверхность бомбардируют ионами инертного газа с энергией менее 100 эВ и регистрируют энергетический спектр отраженных ионов в диапазоне энергий, больше энергии первичных ионов, затем по энергиям пиков парного соударения в полученном спектре определяют типы атомов в одном верхнем монослое атомов, по наличию пика с энергией, равной энергии бомбардирующих ионов, судят о наличии кристаллической фазы на аморфной или аморфизованной поверхности, в том числе в пленке наноразмерной толщины, а по отношению величин указанного пика без потерь энергии к пику или пикам парного соударения определяют поверхностную концентрацию кристаллической фазы на аморфной или аморфизованной поверхности.

Использование: для измерения локального изменения концентрации примеси в потоке жидкости на входе в измерительную ячейку. Сущность заключается в том, что сначала определяют изменение концентрации примеси во времени внутри измерительной ячейки для жидкости, содержащей примесь, изменение концентрации которой во времени на входе в измерительную ячейку известно, и находят импульсный отклик измерительной ячейки методом деконволюции.

Настоящее предлагаемое изобретение относится к области исследования океана и может быть использовано для комплексного измерения гидрофизических параметров в океанологии, гидрофизике и гидрографии.

Изобретения относятся к области горного дела и предназначены для контроля разрушения образцов горных пород при изменении их напряженно-деформированного состояния.

Изобретение относится к области энергетического анализа потоков заряженных частиц, возбуждаемых первичными электронами с поверхности твердого тела. .

Изобретение относится к области дефектоскопии и неразрушающего контроля. .

Система локализованного контроля утечек горючего газа по первичным параметрам измерительных устройств включает стационарные датчики-газоанализаторы горючих газов, систему автоматического управления, содержащую блок звуковой и световой сигнализаций, блок управления датчиками-газоанализаторами. В систему дополнительно введены блок автоматического переключения подачи газа из основной технологической линии в резервную и обратно, воздухопроводящие короба с общим завихрителем, в которые производится нагнетание воздуха с требуемыми параметрами от воздуходувной установки, позволяющие перемещать утечку газа в определенном направлении к последовательно расположенным датчикам-газоанализаторам, что позволит с достаточной степенью точности определить локальное расположение образовавшейся утечки в максимально короткое время с момента ее образования. Технический результат - повышение безопасности, своевременное, эффективное и оперативное обнаружение локального места утечки, снижение риска образования концентрации газа в воздухе. 2 ил.

Наверх